[发明专利]冷却发热设备的装置和方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种微处理器和集成电路，更具体地是涉及冷却集成电路(IC)芯片。

背景技术

近年来，已经看出朝向大功率微处理器芯片的发展。这种发展又促进了对用于散除芯片热量的高性能冷却系统(例如，散热器)的关注，这是因为更高功率的芯片在运行中将产生更多的热量。如果这些热量没有完全消散，芯片就很可能出现故障。

用于散除微处理器芯片的热量的两种普通系统利用空气或者流体作为传热装置，来除去芯片的热量。虽然两种系统都运作良好，但是它们却都存在若干缺陷。例如，空冷系统体积较大并且噪声大，并且具有大功率密度的芯片(例如，超过100W/cm²)难以利用空冷系统进行冷却。对于流体冷却系统，虽然其体积通常较小、较安静并且比空冷系统效率更高，但是却更加复杂并且执行和维护的成本较高。此外，泄漏的危险限制了流体冷却系统的广泛应用。

空气冷却法是在最低端和中级计算机和服务系统中默认的冷却方法。空气冷却通常受到制造者的喜爱，这是因为它可以在所有的环境下操作并且允许服务器的灵活安装和处理，而没有复杂的管道装置。但是，在采用许多服务器的数据中心，该空气冷却系统将承受尤其大的热负载。因此，在数据中心环境下，选择另外提供流体冷却是有益的，它不仅仅是更加有效的冷却方法，而且在电力和基础结构方面来说成本较低。

因此，需要一种可以选择性地通过空气和/或流体从发热设备中散热的冷却系统。

发明内容

本发明涉及一种空气/流体冷却系统。在一个实施例中，用于从发热设备消散热量的装置包括：基座，其具有热耦合到发热设备的第一侧；耦合到基座的空气冷却路径，其用于通过空气散除至少部分的热量；以及耦合到基座的流体冷却路径，其用于通过流体散除至少部分的热量。空气冷却路径和流体冷却路径可以同时或单独操作，以散除发热设备的热量，并且允许进入冷却系统以例如维护、维修和升级。

附图说明

因此，参照附图示出的实施例，将更加具体地描述上述简要说明的本发明，并可以获知和理解本发明上述实施例。但是，应当注意，附图仅仅示出了本发明的典型实施例，因此不认为限制了发明的范围，本发明可以承认其它等效实施例。

图1是根据本发明的示出空气/流体冷却系统的一个实施例的横截面图；

图2是根据本发明的示出空气/流体冷却系统的第二实施例的横截面图；

图3是示出在图2的冷却系统中使用的流体通道的一个实施例的透视图；

图4是根据本发明的示出空气/流体冷却系统的第三实施例的横截面图；

图5是根据本发明的示出空气/流体冷却系统的第四实施例的横截面图；

图6是根据本发明的示出实现空气/流体冷却系统的刀片中心型冷却系统的一个实施例的示意图；

图7是根据本发明的示出空气/流体冷却系统的第五实施例的横截面图；以及

图8是根据本发明的示出空气/流体冷却系统的第六实施例的横截面图。

为了便于理解，在可能的情况下使用相同的参考标记来表示附图中共用的相同元件。

具体实施方式

在一个实施例中，本发明的空气/流体冷却系统用于对发热设备(例如，微处理器芯片)散热。本发明的实施例可以称为“水辅助”或“流体辅助”冷却。本发明的实施例利用空气或流体来除去芯片的热量，从而使得该冷却系统的冷却效率最大。而且，在该冷却系统的空气或流体部分之一将要失效的情况下，第二部分作为后备，允许该冷却系统继续运行。

图1是根据本发明的示出一种空气/流体冷却系统100的一个实施例的横截面图。如图所示，可以布置该冷却系统100，以从微处理器芯片102或其它发热设备中散热。

该冷却系统100包括基座104、多个散热片106₁-106_n(以下统称为“散热片106”)，以及至少一个流体通道108₁-108_n(以下统称为“流体通道108”)。

基座104被构造成与芯片102直接热接触(例如，通过热界面，未示出)。为此，基座104至少包括第一较平坦表面104a，该表面适于与芯片102接触。在一个实施例中，基座104包括由导热材料制成的实心块，该导热材料例如铜、铝、金刚石、碳化硅、铬、镍、铁或这些材料的组合物。在另一实施例中，该基座包括热管(未示出)或蒸气室110，该蒸气室110由基座104的中空内部部分组成，其部分地填充有水或其它普通两相材料。